CN108408692A

CN108408692A - 新型臭氧激发装置

Info

Publication number: CN108408692A
Application number: CN201810323779.9A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Yan Peijun
Current assignee: Yan Peijun
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明新型臭氧激发装置属于环境污染处理技术领域，所述新型臭氧激发装置包括激发装置，收集装置和光学检测装置；所述激发装置下端和所述收集装置相连，所述收集装置收集所述激发装置产生的臭氧，所述光学检测装置检测激发装置产生的射流光波；相比于传统制造臭氧采用的紫外灯照射法和电解法，在本发明新型臭氧激发装置作用下，激发装置体积小，收集装置配合激发装置使用可以最大化节省材料；传统方法制造臭氧温度高，主要由于制造装置过大，本发明装置整体较小，在电极附近产生的臭氧会沿着石英玻璃管向下流动；石英玻璃管长度较长，内部温度较低，可以对新产生的臭氧进行降温。

Description

新型臭氧激发装置

技术领域

本发明专利新型臭氧激发装置属于环境污染处理技术领域。

背景技术

随着社会的进步和生产技术的提高，人们的生活水平日益上升。但随之而来的是环境的污染，尤其是各种病毒细菌层出不穷，对人们的生产和生活造成严重影响。

臭氧作为一种强氧化剂，具有快速杀灭病毒，细菌的作用，它与细菌细胞壁脂类的双键反应，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡，达到生物灭活的目的。

市场上出现了许多臭氧激发装置。但是，现有的臭氧激发单元存在以下缺陷：风扇的电源和臭氧高频高压电源印制电路板的电源为两个部件，整体结构复杂，生产过程还需粘接组装，安装使用不方便。

臭氧作为一种强氧化剂，科研单位自己使用时不适宜大规模生产，科研单位少量使用时，急需一种操作简便的臭氧发生装置。

发明内容

针对上述问题，本发明专利公开了新型臭氧激发装置，在激发装置，收集装置和光学检测装置配合作用下，将生产臭氧装置小型化，可以在高校实验室和有条件家庭中生产，供个人和研究人员使用。

本发明专利的目的是这样实现的：

新型臭氧激发装置，包括激发装置，收集装置和光学检测装置；

所述激发装置下端和所述收集装置相连，所述收集装置收集所述激发装置产生的臭氧，所述光学检测装置检测激发装置产生的射流光波；

所述激发装置包括氧气喷射装置、管状射流装置、交流电源、石英玻璃管、聚四氟乙烯、铜箔、球隙电阻和示波器；所述管状射流装置包括连接孔、电极和集气管；

所述连接孔和所述电极设置在集气管上部，所述电极设置在所述集气管上部中间位置，所述连接孔设置在距所述电极10mm处；所述氧气喷射装置通过所述连接孔和所述管状射流装置连接；所述电极连接所述交流电源，所述交流电源为0-20KV交流电源；所述集气管下部和所述聚四氟乙烯连接，所述聚四氟乙烯包裹在所述集气管外部，同时所述石英玻璃管和所述聚四氟乙烯连接，包裹在所述聚四氟乙烯外部；所述石英玻璃管下部设置有所述铜箔，所述铜箔和所述球隙电阻连接，所述示波器通过所述铜箔和所述球隙电阻测量外部电压波形；

所述收集装置包括臭氧收集装置和臭氧检测电路；所述臭氧检测电路设置在所述臭氧收集装置中；

所述臭氧检测电路包括6V电压源、电阻R1、电阻R2、电阻R3、检测电阻R4和检测端；所述6V电压源连接所述电阻R1和所述检测电阻R4，所述电阻R1连接所述电阻R2首端和所述检测端；所述检测电阻R4连接所述电阻R3首端和所述检测端，所述电阻R2末端和所述电阻R3末端相连，同时所述电阻R2末端和所述电阻R3末端接地；

上述新型臭氧激发装置，所述光学检测装置包括摄像机1、摄像机2和控制器；所述控制器连接所述摄像机1和所述摄像机2；同时所述摄像机1和所述摄像机2分布在所述激发装置两侧；所述控制器包括校正控制模块、成像定时调节模块和摄像机控制模块；

所述校正控制模块，被设置在所述摄像机1和所述摄像机2分别通过输出到所述摄像机1和所述摄像机2的第一控制值和第二控制值来执行成像操作的情况中，基于指示出成像状态的信息来设置所述摄像机2和所述摄像机1的区别，将所述第一控制值输出给所述摄像机1，并且将校正了差异的所述第二控制值输出给所述摄像机2；

所述成像定时调节模块，被设置为调节所述摄像机1和所述摄像机2的成像定时；所述摄像机控制模块，被设置为向所述校正控制模块输出提供所述第一控制值和所述第二控制值，用于指示所述像机1和所述摄像机2的操作指令值。

上述新型臭氧激发装置，所述激发装置中第一个高压电极为所述电极直径为1.5mm、长度为300nm，放电端为圆柱状；第二个高压电极为所述集气管下部，内径为8mm、外径为10mm、长度为150mm的不锈钢管；所述第一个高压电极顶端伸出所述集气管上部10mm和所述交流电源相连；所述石英玻璃管为内径12mm、外径14mm、长200mm；将所述电极插入所述集气管上部中间位置，将所述集气管下部插入所述石英玻璃管中，所述集气管下部和所述石英玻璃管中间空隙填充所述聚四氟乙烯；所述石英玻璃管外壁距气体出口5mm处，包裹长18mm、厚度1mm的铝箔，铝箔外部通过球隙电阻接地；设置所述球隙电阻中球隙间隔为10mm，所述石英玻璃管电压高于人体承受电压，所述球隙电阻会击穿放电；

上述新型臭氧激发装置，所述臭氧收集装置通过以下步骤确定参数：

步骤a，所述集气管下部半径为R1，所述聚四氟乙烯厚度为R2，所述石英玻璃管厚度为R3；

步骤b，所述臭氧收集装置上集气孔宽度为D=R1+ R2+ R3+M，其中M=5mm;

步骤c，所述臭氧收集装置集气体积为8D³。

步骤d，所述臭氧收集装置下出气孔宽度为R1+ R2。

上述新型臭氧激发装置，所述新型臭氧激发装置操作步骤为：

步骤a，安装好所述激发装置，所述收集装置和所述光学检测装置；

步骤b，启动所述激发装置中氧气喷射装置电源、交流电源电源、示波器电源；

步骤c，观察所述示波器波形，同时观察所述检测端电压变化，所述检测端电压变化达到要求值后，启动所述臭氧收集装置电源和所述光学检测装置电源；

步骤d，收集臭氧，观察氧气等离子体射流长度。

有益效果：

第一，相比于传统制造臭氧采用的紫外灯照射法和电解法，在发明新型臭氧激发装置结构中，所述连接孔和所述电极设置在集气管上部，所述电极设置在所述集气管上部中间位置，所述连接孔设置在距所述电极10mm处；如此设置连接孔和电极，可以保证从连接孔吹入的氧气和电极充分接触，保证电极连接的高压电源，产生高电压将氧气转换为臭氧。

第二、在本发明新型臭氧激发装置的特殊结构中，氧气经过电极附近后，由氧气转化为臭氧，由于电极高压放电会产生很多热量；气体向下流动经过石英玻璃管，在石英玻璃管处可以对流经的气体降温，保证集气装置收集到的气体温度正常。

第三、传统制造臭氧时，都是到达一定浓度时直接收集，但整体收集多是依据经验以及相关化学反应的正确性，没有直接进行检测浓度后直接收集的装置；本发明收集装置内部设置有检测电路，在臭氧浓度达到收集装置气体浓度的80%时，检测端会发出信号，指导工作人员进行收集操作。

第四、由于本发明制造臭氧的方法没有研究者使用过，在本发明中还加入了光学检测装置，在氧气流经高压电极时，会发生击穿放电现象；击穿放电会产生热量作用在气体上，影响气体流动，可以在光学检测装置中观察到气体流动情况，光学检测装置观察到的气流越长，表示臭氧转化率越高。

附图说明

图1是本发明新型臭氧激发装置整体结构示意图。

图2是本发明新型臭氧激发装置中激发装置结构示意图。

图3是本发明新型臭氧激发装置中收集装置结构示意图。

图4是本发明新型臭氧激发装置中光学检测装置结构示意图。

图5是本发明新型臭氧激发装置中收集装置中臭氧检测电路示意图。

图中：1-激发装置，2-收集装置，3-光学检测装置；11-氧气喷射装置，12-管状射流装置，13-交流电源，14-石英玻璃管，15-聚四氟乙烯，16-铜箔，17-球隙电阻，18-示波器，121-连接孔，122-电极，123-集气管， 221-6V电压源，222-检测端，31-摄像机1，32-摄像机2，33-控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例是本发明新型臭氧激发装置的具体实施例。

本实施例的新型臭氧激发装置，如图1所示，包括激发装置1，收集装置2和光学检测装置3；

所述激发装置1下端和所述收集装置2相连，所述收集装置2收集所述激发装置1产生的臭氧，所述光学检测装置3检测激发装置1产生的射流光波；

如图2所示，所述激发装置1包括氧气喷射装置11、管状射流装置12、交流电源13、石英玻璃管14、聚四氟乙烯15、铜箔16、球隙电阻17和示波器18；所述管状射流装置12包括连接孔121、电极122和集气管123；

所述连接孔121和所述电极122设置在集气管123上部，所述电极122设置在所述集气管123上部中间位置，所述连接孔121设置在距所述电极122为10mm处；所述氧气喷射装置11通过所述连接孔121和所述管状射流装置12连接；所述电极122连接所述交流电源13，所述交流电源为0-20KV交流电源；所述集气管123下部和所述聚四氟乙烯15连接，所述聚四氟乙烯15包裹在所述集气管123外部，同时所述石英玻璃管14和所述聚四氟乙烯15连接，包裹在所述聚四氟乙烯15外部；所述石英玻璃管14下部设置有所述铜箔16，所述铜箔16和所述球隙电阻17连接，所述示波器18通过所述铜箔16和所述球隙电阻17测量外部电压波形；

如图3所示，所述收集装置2包括臭氧收集装置21和臭氧检测电路22；所述臭氧检测电路22设置在所述臭氧收集装置21中；

如图5所示，所述臭氧检测电路22包括6V电压源221、电阻R1、电阻R2、电阻R3、检测电阻R4和检测端222；所述6V电压源221连接所述电阻R1和所述检测电阻R4，所述电阻R1连接所述电阻R2首端和所述检测端222；所述检测电阻R4连接所述电阻R3首端和所述检测端222，所述电阻R2末端和所述电阻R3末端相连，同时所述电阻R2末端和所述电阻R3末端接地。

具体实施例二

本实施例是本发明光学检测装置的具体实施例。

如图4所示，所述的新型臭氧激发装置，所述光学检测装置3包括摄像机131、摄像机232和控制器33；所述控制器33连接所述摄像机131和所述摄像机232；同时所述摄像机131和所述摄像机232分布在所述激发装置1两侧；所述控制器33包括校正控制模块、成像定时调节模块和摄像机控制模块；

所述校正控制模块，被设置在所述摄像机131和所述摄像机232分别通过输出到所述摄像机131和所述摄像机232的第一控制值和第二控制值来执行成像操作的情况中，基于指示出成像状态的信息来设置所述摄像机232和所述摄像机131的区别，将所述第一控制值输出给所述摄像机131，并且将校正了差异的所述第二控制值输出给所述摄像机232；

所述成像定时调节模块，被设置为调节所述摄像机131和所述摄像机232的成像定时；所述摄像机控制模块，被设置为向所述校正控制模块输出提供所述第一控制值和所述第二控制值，用于指示所述像机131和所述摄像机232的操作指令值。

具体实施例三

本实施例是本发明激发装置确定的具体实施例。

所述的新型臭氧激发装置，所述激发装置1中第一个高压电极为所述电极122直径为1.5mm、长度为300nm，放电端为圆柱状；第二个高压电极为所述集气管123下部，内径为8mm、外径为10mm、长度为150mm的不锈钢管；所述第一个高压电极顶端伸出所述集气管123上部10mm和所述交流电源13相连；所述石英玻璃管14为内径12mm、外径14mm、长200mm；将所述电极122插入所述集气管123上部中间位置，将所述集气管123下部插入所述石英玻璃管14中，所述集气管123下部和所述石英玻璃管14中间空隙填充所述聚四氟乙烯15；所述石英玻璃管14外壁距气体出口5mm处，包裹长18mm、厚度1mm的铝箔，铝箔外部通过球隙电阻17接地；设置所述球隙电阻17中球隙间隔为10mm，所述石英玻璃管14电压高于人体承受电压，所述球隙电阻17会击穿放电。

具体实施例五

本实施例是本发明臭氧收集装置的具体实施例。

所述的新型臭氧激发装置中，所述臭氧收集装置21通过以下步骤确定参数：

步骤a，所述集气管123下部半径为R1，所述聚四氟乙烯15厚度为R2，所述石英玻璃管14厚度为R3；

步骤b，所述臭氧收集装置21上集气孔宽度为D=R1+ R2+ R3+M，其中M=5mm;

步骤c，所述臭氧收集装置21集气体积为8D³。

步骤d，所述臭氧收集装置21下出气孔宽度为R1+ R2。

具体实施例四

本实施例是本发明新型臭氧激发装置操作步骤的具体实施例。

所述的新型臭氧激发装置中，所述新型臭氧激发装置操作步骤为：

步骤a，安装好所述激发装置1，所述收集装置2和所述光学检测装置3；

步骤b，启动所述激发装置1中氧气喷射装置11电源、交流电源13电源、示波器18电源；

步骤c，观察所述示波器18波形，同时观察所述检测端222电压变化，所述检测端222电压变化达到要求值后，启动所述臭氧收集装置21电源和所述光学检测装置3电源；

步骤d，收集臭氧，观察氧气等离子体射流长度。

Claims

1.新型臭氧激发装置，其在于，包括激发装置（1），收集装置（2）和光学检测装置（3）；

所述激发装置（1）下端和所述收集装置（2）相连，所述收集装置（2）收集所述激发装置（1）产生的臭氧，所述光学检测装置（3）检测激发装置（1）产生的射流光波；

所述激发装置（1）包括氧气喷射装置（11）、管状射流装置（12）、交流电源（13）、石英玻璃管（14）、聚四氟乙烯（15）、铜箔（16）、球隙电阻（17）和示波器（18）；所述管状射流装置（12）包括连接孔（121）、电极（122）和集气管（123）；

所述连接孔（121）和所述电极（122）设置在集气管（123）上部，所述电极（122）设置在所述集气管（123）上部中间位置，所述连接孔（121）设置在距所述电极（122）10mm处；所述氧气喷射装置（11）通过所述连接孔（121）和所述管状射流装置（12）连接；所述电极（122）连接所述交流电源（13），所述交流电源为0-20KV交流电源；所述集气管（123）下部和所述聚四氟乙烯（15）连接，所述聚四氟乙烯（15）包裹在所述集气管（123）外部，同时所述石英玻璃管（14）和所述聚四氟乙烯（15）连接，包裹在所述聚四氟乙烯（15）外部；所述石英玻璃管（14）下部设置有所述铜箔（16），所述铜箔（16）和所述球隙电阻（17）连接，所述示波器（18）通过所述铜箔（16）和所述球隙电阻（17）测量外部电压波形；

所述收集装置（2）包括臭氧收集装置（21）和臭氧检测电路（22）；所述臭氧检测电路（22）设置在所述臭氧收集装置（21）中；

所述臭氧检测电路（22）包括6V电压源（221）、电阻R1、电阻R2、电阻R3、检测电阻R4和检测端（222）；所述6V电压源（221）连接所述电阻R1和所述检测电阻R4，所述电阻R1连接所述电阻R2首端和所述检测端（222）；所述检测电阻R4连接所述电阻R3首端和所述检测端（222），所述电阻R2末端和所述电阻R3末端相连，同时所述电阻R2末端和所述电阻R3末端接地。

2.根据权利要求1所述的新型臭氧激发装置，其特征在于，所述光学检测装置（3）包括摄像机1（31）、摄像机2（32）和控制器（33）；所述控制器（33）连接所述摄像机1（31）和所述摄像机2（32）；同时所述摄像机1（31）和所述摄像机2（32）分布在所述激发装置（1）两侧；所述控制器（33）包括校正控制模块、成像定时调节模块和摄像机控制模块；

所述校正控制模块，被设置在所述摄像机1（31）和所述摄像机2（32）分别通过输出到所述摄像机1（31）和所述摄像机2（32）的第一控制值和第二控制值来执行成像操作的情况中，基于指示出成像状态的信息来设置所述摄像机2（32）和所述摄像机1（31）的区别，将所述第一控制值输出给所述摄像机1（31），并且将校正了差异的所述第二控制值输出给所述摄像机2（32）；

所述成像定时调节模块，被设置为调节所述摄像机1（31）和所述摄像机2（32）的成像定时；所述摄像机控制模块，被设置为向所述校正控制模块输出提供所述第一控制值和所述第二控制值，用于指示所述像机1（31）和所述摄像机2（32）的操作指令值。

3.根据权利要求1所述的新型臭氧激发装置，其特征在于，所述激发装置（1）中第一个高压电极为所述电极（122）直径为1.5mm、长度为300nm，放电端为圆柱状；第二个高压电极为所述集气管（123）下部，内径为8mm、外径为10mm、长度为150mm的不锈钢管；所述第一个高压电极顶端伸出所述集气管（123）上部10mm和所述交流电源（13）相连；所述石英玻璃管（14）为内径12mm、外径14mm、长200mm；将所述电极（122）插入所述集气管（123）上部中间位置，将所述集气管（123）下部插入所述石英玻璃管（14）中，所述集气管（123）下部和所述石英玻璃管（14）中间空隙填充所述聚四氟乙烯（15）；所述石英玻璃管（14）外壁距气体出口5mm处，包裹长18mm、厚度1mm的铝箔，铝箔外部通过球隙电阻（17）接地；设置所述球隙电阻（17）中球隙间隔为10mm，所述石英玻璃管（14）电压高于人体承受电压，所述球隙电阻（17）会击穿放电。

4.一种权利要求1所述的新型臭氧激发装置，其特征在于，所述臭氧收集装置（21）通过以下步骤确定参数：

步骤a，所述集气管（123）下部半径为R1，所述聚四氟乙烯（15）厚度为R2，所述石英玻璃管（14）厚度为R3；

步骤b，所述臭氧收集装置（21）上集气孔宽度为D=R1+ R2+ R3+M，其中M=5mm;

步骤c，所述臭氧收集装置（21）集气体积为8D³。

5.步骤d，所述臭氧收集装置（21）下出气孔宽度为R1+ R2。

6.一种权利要求1或2所述的新型臭氧激发装置，其特征在于，所述新型臭氧激发装置操作步骤为：

步骤a，安装好所述激发装置（1），所述收集装置（2）和所述光学检测装置（3）；

步骤b，启动所述激发装置（1）中氧气喷射装置（11）电源、交流电源（13）电源、示波器（18）电源；

步骤c，观察所述示波器（18）波形，同时观察所述检测端（222）电压变化，所述检测端（222）电压变化达到要求值后，启动所述臭氧收集装置（21）电源和所述光学检测装置（3）电源；

步骤d，收集臭氧，观察氧气等离子体射流长度。